„Confruntați cu amenințarea gonoreei netratate, sunt necesare cu urgență antibiotice noi”, scrie James J. Collins, doctor în inginerie medicală și știință la Broad Institute al MIT și Harvard. „Lucrarea noastră stabilește o unealtă de descoperire a compușilor promițători necesară pentru a aborda criza tot mai mare a rezistenței antimicrobiene pentru acest patogen.”
Potrivit CDC și OMS, gonoreea este una dintre cele mai urgente amenințări legate de rezistența la antibiotice la nivel mondial. Netratată, această infecție cu transmitere sexuală poate duce la complicații grave de sănătate. Cu toate acestea, tratamentul devine tot mai dificil pe măsură ce tulpinile de Neisseria gonorrhoeae continuă să dezvolte rezistență la antibioticele existente.
„Terapiile anterioare de primă linie pentru gonoree – inclusiv penicilina, tetraciclina, ciprofloxacina, cefixima și azitromicina, printre altele – nu mai sunt recomandate din cauza ratelor extrem de ridicate de rezistență în tulpinile circulante”, explică Collins. „Ultima terapie de primă linie rămasă, ceftriaxona, este în pericol să devină învechită, cu rate de rezistență de peste 10% în anumite părți ale lumii.”
Descoperirea tradițională a antibioticelor se bazează pe metode de screening de mare viteză care caută în bibliotecile mari de substanțe chimice compuși promițători. Cu toate acestea, această abordare nu poate ține pasul cu expansiunea rapidă a spațiului chimic, care astăzi cuprinde peste 75 de miliarde de compuși.
Pentru a depăși această limitare, Collins și colegii săi s-au orientat către algoritmi de învățare profundă capabili să facă screening la scară mare mult mai eficient din punct de vedere al timpului și costului. Aceștia au selectat o rețea neurală grafică predictivă (GNN), un model care reprezintă moleculele ca grafuri și poate face screening virtual la mii de molecule pe secundă. În comparație cu modelele de limbaj mari, GNN a identificat mai exact moleculele cu activitate împotriva gonoreei care erau structural diferite atât față de datele de antrenament, cât și față de antibioticele existente.
Pentru a antrena modelul, echipa a analizat 38.650 de mici molecule cu structuri diverse și a identificat pe cele capabile să inhibe creșterea N. gonorrhoeae. Modelul a putut apoi să facă screening virtual prin aproape șase milioane de compuși, ceea ce a dus la identificarea a 83 de candidați antibiotici cu activitate confirmată împotriva N. gonorrhoeae.
Printre aceștia, două compuși s-au evidențiat prin structurile lor distincte față de antibioticele existente, cunoscuți sub numele de MP20 și A1. În modele de șoareci și un model de infecție vaginală cu gonoree pe bază de organ-on-a-chip, ambele molecule au ucis rapid și selectiv bacteriile fără a induce rezistență la medicamente.
Analizele proteomice au dezvăluit mecanismul de acțiune al fiecărui candidat antibiotic. MP20 a fost fou
Sursa articol https://insideprecisionmedicine.com
Senior Editor RevistaSanatatii.ro. Pasionat de lifespan, fan David Sinclair.
